【題目】如圖所示,小球從光滑的半徑為R的半圓槽頂部A由靜止滑下,小球的質(zhì)量為m,半圓槽的質(zhì)量為M=3m,半圓槽與桌面無摩擦,小球的大小忽略不計,求:

(1)當小球運動到半圓槽底部時的小球速度;
(2)當小球下落 R時半圓槽的速度.

【答案】
(1)解:小球與半圓槽組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,取水平向右為正方向,由水平方向動量守恒得:

Mv1﹣mv2=0

由于沒有摩擦,所以系統(tǒng)的機械能守恒,則得:

mgR= Mv12+ mv22

解得,當小球運動到半圓槽底部時的小球速度為:

v2=

答:當小球運動到半圓槽底部時的小球速度是 ;


(2)設小球下落 R時的速度為v2′,半圓槽的速度為v1′,如圖所示,小球與半圓槽組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,得:

Mv1′﹣mv2′sinα=0

小球相對半圓槽的速度方向與水平方向成45°,有:

v1′+v2′sinα=v2′cosα

根據(jù)機械能守恒得: mgR= Mv12+ mv22

解得:v1′=

答:當小球下落 R時半圓槽的速度是


【解析】(1)以小球與半圓槽組成的系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)動量守恒條件和機械能守恒定律列式子求解即可。
(2)以小球與半圓槽組成的系統(tǒng)為研究對象,運用速度的分解結(jié)合動量動量守恒和機械能守恒定律列式子聯(lián)立求解。
【考點精析】通過靈活運用動量守恒定律和能量守恒定律,掌握動量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變;能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變即可以解答此題.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象,下列說法中正確的是( )

A.甲、乙兩單擺的擺長相等
B.甲擺的振幅比乙擺大
C.甲擺的機械能比乙擺大
D.在t=0.5s時有正向最大加速度的是乙擺
E.由圖象可以求出當?shù)氐闹亓铀俣?/span>

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】打點計時器所用電源的頻率為50Hz,某次實驗中得到的一條紙帶,用毫米刻度尺測量情況如圖,紙帶在AC的時間_____s,AC的位移_____ cm,AC間的平均速度為_____m/s,在AD間的平均速度為_____m/s,B點的瞬時速度更接近于_____m/s.(結(jié)果保留小數(shù)點后兩位)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行的虛線間的區(qū)域內(nèi)存在著有界勻強磁場,有一較小的三角形線框abc的ab邊與磁場邊界平行,現(xiàn)使此線框向右勻速穿過磁場區(qū)域,運動過程中始終保持速度方向與ab邊垂直.則下列各圖中哪一個可以定性地表示線框在進入磁場的過程中感應電流隨時間變化的規(guī)律( )

A.
B.
C.
D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有人對鞭炮中炸藥爆炸的威力產(chǎn)生了濃厚的興趣,他設計如下實驗,在一光滑水平面上放置兩個可視為質(zhì)點的緊挨著的A、B兩個物體,它們的質(zhì)量分別為m1=1kg,m2=3kg,并在它們之間放少量炸藥,水平面左方有一彈性的擋板,水平面右方接一光滑的 豎直圓軌道.當初A、B兩物靜止,點燃炸藥讓其爆炸,物體A向左運動與擋板碰后原速返回,在水平面上追上物體B并與其碰撞后粘在一起,最后恰能到達圓弧最高點,已知圓弧的半徑為R=0.2m,g=10m/s2 . 求炸藥爆炸時對A、B兩物體所做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,處于自然狀態(tài)下的輕彈簧一端固定在水平地面上,質(zhì)量為m的小球從彈簧的另一端所在位置由靜止釋放,設小球和彈簧一直處于豎直方向,彈簧的勁度系數(shù)為k。在小球?qū)椈蓧嚎s到最短的過程中,下列敘述中不正確的是

A. 小球的速度先增大后減小

B. 小球的加速度先減小后增大

C. 小球速度最大時彈簧的形變量為

D. 彈簧的最大形變量為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,可看成質(zhì)點的A物體疊放在上表面光滑的B物體上,一起以v0的速度沿光滑的水平軌道勻速運動,與靜止在同一光滑水平軌道上的木板C發(fā)生完全非彈性碰撞,B、C的上表面相平且B、C不粘連,A滑上C后恰好能到達C板的最右端,已知A、B、C質(zhì)量均相等,木板C長為L,求
①A物體的最終速度
②A在木板C上滑行的時間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】科學家使用核反應獲取氚,再利用氘和氚的核反應獲得能量,核反應方程分別為:X+Y→ He+ H+4.9MeV和 H+ H→ He+X+17.6MeV.下列表述正確的有( )
A.X是中子
B.Y的質(zhì)子數(shù)是3,中子數(shù)是6
C.兩個核反應都沒有質(zhì)量虧損
D.氘和氚的核反應是核聚變反應

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學在體育場上擲出鉛球,其運動軌跡如圖所示.已知圖中B點為鉛球運動的最高點,則下列說法正確的是( )

A.D點的動量一定比C點的動量大
B.D點的加速度一定比C點加速度大
C.從B點到D點,加速度與速度始終垂直
D.從B點到D點,重力的沖量等于D點的動量

查看答案和解析>>

同步練習冊答案